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      學習績效與教室照明環境研究述評
      2019年08月05日 09:56 來源:《應用心理學》2018年第4期 作者:孫寶石 李宗臣 曹石 字號
      關鍵詞:內環境質量(IEQ);教學環境;亮度;色溫;學習績效

      內容摘要:照明是教室環境中的一個重要因素。照明不僅對學生的視力有影響,也會影響學生的學習績效。

      關鍵詞:內環境質量(IEQ);教學環境;亮度;色溫;學習績效

      作者簡介:

        作者簡介:孫寶石,滑鐵盧大學系統設計工程系(加拿大 滑鐵盧 N2L3G1);李宗臣(通訊作者)(E-mail:lfjyjyqz@126.com),男,廊坊市教育局教學儀器站(廊坊 065000);曹石(E-mail:shi.cao@uwaterloo.ca),男,滑鐵盧大學系統設計工程系(加拿大 滑鐵盧 N2L3G1)

        內容提要:照明是教室環境中的一個重要因素。照明不僅對學生的視力有影響,也會影響學生的學習績效。本文檢索了2000年以后的113篇相關文獻,并依據最終選取的52篇文獻,對教室照明與學生績效相關性研究的發展歷程、研究框架、實驗方法做了回顧,總結了當前的認識和爭議。在此基礎上,本文指出相關研究已進入場景化階段,并為后續研究提供了一些建議,包括:用學習成績等客觀數據替代主觀評測問卷,對被試人群按特征進一步細分,擴大樣本數量及采用機器學習進行數據分析。

        關 鍵 詞:內環境質量(IEQ) 教學環境 亮度 色溫 學習績效

        中圖分類號:B849文獻標識碼:A文章編號:1006-6020(2018)-04-0291-13

        青少年學生處于生理和心理發育期,并且長時間在教室內學習,因此學生所處的教室環境對他們的身心健康和學習效果有著不可忽視的影響。Gilavand(2016)認為教室是一個特殊的社交空間,健康的環境能夠在學生的社會化過程中提高學生的績效。教室環境包括諸多因素,對于有些影響因素,研究者已基本形成共識,例如Earthman(2004)將溫度、取暖和空氣質量列為影響學生學習效果的重要因素。而對于照明對學生學習效果的影響,以往研究尚未給出明確的結論(Higgins et al.,2005)。研究人員試圖從不同角度找出教學環境的最佳照明方案,同時,關于教室最佳照明方案的爭論和探索也沒有停止過。

        最近十多年來,室內照明技術發展迅速,照明系統能夠更精細地控制亮度與色溫。與此同時,學校教學場景也越來越豐富,而單一照明方案無法滿足教學場景多樣化的需求。這些發展和變化給教室照明設計提供了創新的空間和可能性,也對教室照明環境研究提出了新的要求。本文的目的是通過調查和整理以往關于教室照明環境對學生學習績效影響的學術文獻,歸納和分析相關研究的共性、問題,以及發展趨勢,并在此基礎上為后續研究提供參考和建議。

        1 文獻來源

        本研究檢索文獻來源包括:Google Scholar、Elsevier、ResearchGate、百度學術,以及中國專利庫。檢索關鍵詞(英文和中文)是從以下A、B、C三個組中各選取一個,構成一個檢索條件,例如:classroom+lighting+concentration。文獻檢索過程按此規則嘗試各種組合。

        A組:classroom,school,student,indoor environment,教室,學生

        B組:light,lighting,brightness,color-temperature,illuminance,照明,色溫

        C組:performance,behavior,concentration,attention,productivity,learning,perception,成績,績效

        考慮到研究的時效性,年份篩選條件設置為2000年及以后。最初檢索結果包含113篇文獻,對文獻泛讀后去掉了其中與教育無關的研究(如辦公室、商業等)25篇,而后根據教育領域專家的意見最終選取其中47篇文獻精讀,精讀過程中從論文所引用的文獻中又補充了5篇(個別文獻早于2000年),因此,最終共精讀52篇文獻。

        2 研究背景

        照明對人的作用包括視覺效應和非視覺效應。人類視網膜上的視覺感受器包括視錐細胞和視桿細胞。視錐細胞集中于視網膜中央凹區域,對視覺信息的細節分辨率高,且有三種視錐細胞為顏色知覺提供信息。但是視錐細胞工作需要較高的照明亮度。在較暗的環境下,視覺更加依賴視桿細胞,但是視桿細胞分布較為稀疏,對視覺信息的細節分辨率較低,也無法分辨顏色。因此,照明亮度對視敏度和顏色分辨能力的影響是非常明顯的。已有研究闡述了燈光的質量(如頻閃、炫光)和顏色是如何影響視覺能力,進而影響學生的學習成績的(Mott et al.,2012)。除了視錐和視桿細胞之外,人眼視網膜上還存在第三類感光細胞,專門負責傳遞環境光線信息給大腦的生物鐘調節器,影響生物節律(Berson,et al.,2002)。這類細胞接受到光線刺激(特別是藍光波段),會導致大腦中激素分泌的變化,褪黑分泌素減少,皮質醇分泌增加。褪黑素是睡眠激素,它的減少會讓人興奮,不易入睡。皮質醇的增加則使人注意力集中,心率加快。光照的效應也存在于分子生物學層面。2017年諾貝爾生理學或醫學獎頒給3位美國科學家,獲獎理由為“發現了調控晝夜節律的分子機制”,從而為光照對生物體的影響提供了分子生物學的基礎依據(Mealey-Ferrara,Montalvo,and Hall,2003)。光線對生物節律的影響屬于照明對人的非視覺效應(Berman,2008;Huang,2010;Fabio et al.,2015)。非視覺效應也包括光線對人的健康、情緒和機敏度的影響。研究發現人工照明的亮度和色溫對人體的許多生理指標,如血壓、心率變異、腦電波,以及體溫也有顯著影響(Sleegers et al.,2013)。

        盡管室內照明環境需要考慮的因素很多,但對光照本身而言主要的考慮是光照度和色溫。光照度,即亮度,單位為勒克司(lux),指的是被攝主體表面單位面積上受到的光通量。1勒克司相當于被攝主體每平方米的面積上,受距離1米且發光強度為1燭光的光源垂直照射的光通量。色溫(correlated color temperature,CCT)的度量單位為開爾文(Kelvin),用K表示。色溫指的是當一個光源的顏色表現與某一溫度下的黑體輻射的光色相近似時,便用此時黑體的溫度來表示該光源的色溫。高色溫光源偏冷色(藍、白),低色溫光源偏暖色(紅、黃)。目前教室照明環境研究的主要內容就是通過實驗測試和數據分析,尋找更合適特定教學場景的亮度與色溫的組合。

      作者簡介

      姓名:孫寶石 李宗臣 曹石 工作單位:滑鐵盧大學;廊坊市教育局;滑鐵盧大學

      轉載請注明來源:中國社會科學網 (責編:畢雁)
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